Два підсилювачі потужності ЗЧ. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Підсилювачі потужності транзисторні

 Коментарі до статті

До переваг описаних підсилювачів можна віднести низький коефіцієнт гармонічних спотворень у всій смузі робочих частот, плавне обмеження максимальних рівнів сигналу. Високий вихідний опір одного з підсилювачів сприяє зменшенню інтермодуляційних спотворень головок у середньо- та високочастотній смузі. Низький вихідний опір іншого демпфує гучномовець у широкій смузі частот.

Як це не парадоксально, але за суб'єктивними оцінками якість роботи транзисторних УМЗЧ навіть з кращими параметрами нерідко вважається гіршою за лампові. І хоча слухове сприйняття у різних людей суттєво відрізняється, проте остаточна оцінка якості аудіоапаратури таки залишається за слухачами.

З поширенням безтрансформаторних УМЗЧ на транзисторах любителі звукозапису зіткнулися з так званим ефектом "транзисторного" звучання. Розробники, вважаючи причиною цього явища нелінійні спотворення, збільшували глибину загальної ООС, використовували вихідні каскади посилення в класі А або економічніші його різновиди - з динамічним зміщенням типів Super Glass A. New Class A. Non-switching amp та ін. Щоправда, для лампових підсилювачів класу Hi-End при номінальній потужності вважають допустимим коефіцієнт нелінійних спотворень до 1% і більше, а динамічних головок - 5% і більше [1, 2]. Потім взялися за зниження інтермодуляційних та динамічних спотворень, основною причиною яких вважали глибоку ООС. Одні дійшли висновку, що глибину ООС необхідно обмежити лише на рівні 20 дБ, інші відмовилися від неї зовсім, досягаючи лінійності УМЗЧ з допомогою місцевих ООС.

Для ефективного демпфування динаміка підсилювач прийнято виконувати з низьким вихідним опором. Вважають, що мінімальний коефіцієнт демпфування має бути не менше 20. а для систем Hi-Fi - не менше 40. Вихідний опір лампових підсилювачів досягає десятка Ом. Однак у [3] було показано, що вихідного опору УМЗЧ величиною трохи більше 18 Ом цілком достатньо ефективного електричного демпфування навантаження (8 Ом).

У [4] також стверджується, що підсилювач з низьким вихідним опором не забезпечує пропорційності струму через комплексний опір динамічної головки та термодинамічних процесів у котушці, пов'язаних з її нагріванням, а також нелінійності індуктивності. Крім того, на середніх частотах інтермодуляційні спотворення головки знижуються при роботі від УМЗЧ із відносно високим вихідним опором. Високоомний вихід сприятливо впливає на відтворення імпульсних сигналів.

Про ефективність електричного демпфування головок гучномовці можна говорити тільки в ділянці поршневої дії дифузора, тобто на нижчих частотах.

Для візуальної оцінки ефективності гальмування звукової котушки гучномовця пропонується включити загальний провід гучномовця резистор опором близько 0.2...0.4 Ом. підключити до нього осцилограф і подати на вхід підсилювача уривчастий сигнал у діапазоні частот 30...300 Гц. Тривалість тональних пачок повинна бути 25...30 мс (щоб укладався повний період найнижчого сигналу) з паузами 40...60 мс. Залежно від вихідного опору УМЗЧ загасання власних коливань головки буде більш менш тривалим.

Зауважимо, що стабільність імпедансу гучномовця в робочій смузі частот позитивно впливає на роботу будь-якого лампового та транзисторного підсилювача.

Отже, напрошується висновок, що транзисторний УМЗЧ із низькоомним виходом доцільно використовувати лише для роботи на гучномовець НЧ багатосмугової АС. З головками СЧ і ВЧ краще використовувати підсилювачі з високоомним, струмовим виходом. Роздільне посилення та відтворення в кількох смугах звукових сигналів особливо сприятливо позначається на зниженні інтермодуляційних спотворень головок та при перевантаженні.

Виходячи з перерахованих особливостей роботи підсилювача та гучномовця, автором розроблено два підсилювачі. У першому з них (його схема на рис. 1) є дві петлі загальної ООС: змінним струмом - через R5, С6 і по постійному напрузі - через інтегратор на DA1. Застосування інтегратора виключає постійну складову на виході підсилювача навіть за її наявності на вході, наприклад, через виток перехідного конденсатора на виході темброблока або лінійного підсилювача. Таке рішення сприятливо впливає і на демпфування гучномовця. Підсилювач має практично нульовий вихідний опір на інфранізких частотах і постійному струмі, що еквівалентно демпфування гучномовця вторинною обмоткою трансформаторного УМЗЧ на лампах. При цьому виключаються інфранізкочастотні коливання низькочастотної головки, що виникають з деякими транзисторними УМЗЧ.

(Натисніть для збільшення)

У вихідному каскаді у двоступінчастому підсилювачі струму застосовані БСІТ. Такі транзистори відрізняються високою крутістю, малою залишковою напругою насичення, швидким перемиканням і відносно високим коефіцієнтом передачі струму в лінійному режимі.

Використовувані в підсилювачі диференціальні каскади з місцевою ООС, як відомо, відрізняються підвищеною перевантажувальною здатністю, а спотворення в них значною мірою компенсуються.

Діодами VD3-VD6 досягаються необхідні зрушення рівня забезпечення режиму транзисторів VT10, VT12. Підсумовування сигналів з повторювачів на VT7, VT9 та VT8. VT13 відбувається відповідно на транзисторах VT10 та VT12. Резистори R20. R21 є, з одного боку, місцевою ОС VT10. VT12. з іншого – навантаженням емітерних повторювачів на транзисторах VT9.VT13.

Обмеження сигналу на виході другого каскаду, відповідно і підсилювача в цілому, відбувається раніше, ніж у звичайних підсилювачах, приблизно на 3 В (за рахунок падіння напруги на транзисторах VT9. VT13). При цьому з подальшим зростанням вхідної напруги немає жорсткого обмеження сигналу, так як транзистори VT10, VT12 переходять в режим плавного насичення. Таким чином, амплітудне значення сигналу на виході підсилювача таке саме. як у звичайному підсилювачі, але без жорсткого обмеження. Це схемотехнічне рішення дозволяє отримати характер спотворень при перевантаженні, подібний до лампових підсилювачів.

Термостабілізацію каскаду забезпечує транзистор VT14. Струм спокою кожного з вихідних транзисторів VT17-VT20 на рівні близько 80 мА встановлюють резистором R24.

Підсилювач має відносно низький вхідний опір (близько 6 ком). тому джерело сигналу (наприклад, темброблок) повинен мати вихідний опір трохи більше 200 Ом.

Технічні характеристики УМЗЛ

• Ланцюги ООС (R5, С6) та С1 відключені; R = 4 Ом
• Коефіцієнт посилення, не менше......1000
• Коефіцієнт гармонік, %, трохи більше, на частоті 1000 Гц......0.5
• 10 кГц......0.6
• 20 кГц......0.9
• Смуга пропуску. кГц......110
• Ланцюги ООС та ФНЧ (С1) включені; R = 4 Ом
• Коефіцієнт посилення......16
• Глибина ООС. дБ......36
• Коефіцієнт гармонік, %, трохи більше, на частоті 1000 Гц......0,02
• 10 кГц......0,02
• 20 кГц......0,03
• Номінальна вихідна
• потужність. Вт......60
• Смуга посилюваних частот. малосигнальна, кГц......130
• Вхідний опір, ком......5,7

Підсилювач виконаний за схемою подвійне моно, тобто з окремими блоками живлення на трансформаторах з кільцевим магнітопроводом. Така конструкція забезпечує більш високі динамічні характеристики і дозволяє уникнути виникнення перехресних перешкод між каналами, що істотно покращує просторову характеристику звукопередачі.

Ємності конденсаторів на виходах джерела живлення повинні бути не менше ніж 20000 мкФ.

Котушку L1 намотують на резистори R33 (МЛТ-2) проводом ПЕВ-2 0.69 виток до витка в один шар до заповнення. Конденсатори С2-С5 – К50-35. Резистори R28-R31 виготовлені з манганінового дроту діаметром 0.3 мм.

Як DA1 можна використовувати мікросхеми КР544УД1. К140УД8. а також КР544УД2 зі з'єднанням висновків 1 та 8.

Транзистори VT15, VT16 мають невеликі тепловідведення, а транзистори VT14, VT17 - VT20 закріплені на пластинчастих тепловідведеннях з дюралюмінію товщиною не менше 5 мм.

Вихідні транзистори кожного плеча підсилювача підключають до плати звитими провідниками перетином 1 мм2 мінімальної довжини. Проводи, що йдуть до джерела живлення та до гучномовця, також мають бути повиті.

Транзистори бажано попередньо підібрати по парах з розкидом п2|е трохи більше 20 %.

При справних деталях налагодження підсилювача зводиться до встановлення струму спокою кожного е вихідних транзисторів в межах 60... 100 мА.

Вихідні каскади підсилювача з низьким вихідним опором, що більш підходить для гучномовця нч. виконані більш доступною елементної базі (рис. 2). Решта схеми практично аналогічна розглянутій раніше (на рис. 1 вона відокремлена штрихпунктирною лінією).

Двотактний вихідний каскад на VT15-VT18 виконаний за схемою ОЕ-ОЕ із глибокою ООС. Ланцюг зміщення на діодах VD9. VD10 доповнена резисторами R23, R24, які забезпечують малі зміни вхідного опору каскаду та струму через діоди VD9, VD10 навіть при відсіканні струму в протилежному плечі каскаду.

Захист від короткого замикання в навантаженні виконаний на діодах VD11, VD12.

Як VT7, VT9, VT13 можна використовувати транзистори типу КТ3102 з будь-яким буквеним індексом. При напрузі живлення до ±30 В як VT11, VT16 підійдуть транзистори типу КТ626В, a VT12. VT15 – КТ646А. Транзистори VT15, VT16 мають невеликі пластинки - тепловідведення. Для додаткової термостабілізації діоди VD16 VD17 монтують разом з резисторами R33. П34 безпосередньо на висновках вихідних транзисторів. При використанні позицій VT11, VT12, VT15, VT16 транзисторів серій КТ850. КТ851 ємність конденсаторів С10 С11 можна зменшити до 150 пФ, а С12 С13 - до 39 пФ. Для підвищення стійкості підсилювача бажано включити до баз транзисторів VT10, VT12 (див. рис. 1) і VT10-VT13 (рис. 2) резистори опором 50-100 Ом. що дозволить зменшити ємності конденсаторів С10-С13 чи навіть відмовитися від них.

При налагодженні підсилювача (спочатку без потужних транзисторів VT17, VT18 див. рис. 2) його включають і. подавши сигнал від генератора, переконуються у працездатності пристрою без навантаження. Потім, підключивши вихідні транзистори, перевіряють його під резистивним навантаженням за допомогою синусоїдального сигналу, так і сигналу "меандр" до частоти 20 кГц. Вихідний сигнал повинен бути чистим, без будь-якого викиду або "дзвону". Особливу увагу слід звернути форму вихідного сигналу при виході підсилювача з навантаження по напрузі. На синусоїдальному сигналі не повинно бути жодних ознак короткочасного збудження.

Параметри підсилювача показаного на рис. 2. можна поліпшити, застосувавши як вихідні транзистори більш високочастотні складові транзистори або окремі транзистори з частотою одиничного посилення не нижче 20 МГц.

література

1. Бурко І., Лямін П. Побутові акустичні системи. - Мінськ, Білорусь". 1996.
2. Костін В. Психоакустичні критерії якості звучання та вибір параметрів УМЗЧ. - Радіо. 1987. № 12. С. 40-43.
3. Ефруссі М. Гучномовці та їх застосування. - М: Енергія. 1971.
4. Агєєв С. Чи повинен УМЗЧ мати малий вихідний опір? - Радіо. 1997. №4. с. 14-16.
5. Бєлов В. Залізниця для звуку. - STEREO&VIDEO, 1998. № 9, с. 131-137.

Автор: А.Петров, м.Могильов, Білорусь

Дивіться інші статті розділу Підсилювачі потужності транзисторні.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву На Енцеладі знайдено всі хімічні інгредієнти життя 25.12.2022 В океані супутника Сатурна виявили фосфор, ключовий компонент молекул ДНК і РНК. Тепер відомо, що на Енцелад є всі базові елементи, що входять до складу біомолекул - все, необхідне для появи життя. Енцелад – один із великих супутників Сатурна. Його поверхня покриває товстий шар льоду, з розломів якого іноді вибиваються гейзери, що вказують, що там, на глибині, досить великий океан рідкої води. Це робить Енцелад одним із найбільш перспективних місць для пошуку позаземного життя. Таку нагоду вказує і аналіз його води. У ньому виникають і метан, і складніші органічні молекули. За роки досліджень у гейзерах Енцеладу було знайдено сполуки водню та кисню, вуглецю, азоту та сірки – практично всіх інгредієнтів, що входять до складу біомолекул. А нещодавно до цього списку додався і останній елемент, фосфор, який є ключовим компонентом нуклеїнових кислот. Про це повідомив Ясухіто Секіне (Yasuhito Sekine), який виступив на зустрічі Американського геофізичного товариства (AGU), що відбулася нещодавно в Чикаго. Секіне та його колеги з Токійського технологічного інституту використовували дані зонда Кассіні. Працюючи в системі Сатурна, апарат зібрав інформацію про хімічний склад не тільки планети та супутників, а й її блискучих кілець. В цьому випадку вчених цікавили речовини кільця Е, куди попадає речовина, викинута гейзерами Енцеладу. Серед них виявилися частинки, винятково багаті на фосфат натрію. Судячи з їхньої кількості, підлідний океан на супутнику може містити цю речовину в концентрації від одного до 20 мілімолів, що на порядки більше, ніж в океанах Землі, де фосфор є вкрай дефіцитним і затребуваним. Автори роботи припускають, що на Енцеладі він потрапляє у воду з дна, при розчиненні в ній апатитів, які удосталь зустрічаються у складі деяких метеоритів, а отже - були і в ранній Сонячній системі, коли формувався супутник. Знахідка робить Енцелад ще більш цікавим і перспективним місцем з погляду пошуку слідів позаземного життя. Можливо, це прискорить роботу над такими проектами, включаючи місію ESA, поки що запланована до запуску тільки після 2035 року.

Інші цікаві новини:

▪ Алгоритм для прогнозування турбулентних потоків в атмосфері Сонця

▪ Чіп DDR4 на базі технології 10-нм класу третього покоління

▪ Пам'ять на нанотрубках, що рухаються

▪ Програма для будівництва синтетичної ДНК

▪ Штучний алмаз отримано за кімнатної температури

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Мікроконтролери. Добірка статей

▪ стаття Безбарвні зелені ідеї сплять затято. Крилатий вислів

▪ стаття Як працює подушка безпеки? Детальна відповідь

▪ стаття Економіст-претензіоніст юридичного відділу. Посадова інструкція

▪ стаття Незвичайні професії мікросхем для годинника. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Електропроводки. Електропроводки у горищних приміщеннях. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024